Eruption history of the Columbia River Basalt Group constrained by high-precision U-Pb and 40Ar/39Ar geochronology
Eruption history of the Columbia River Basalt Group constrained by high-precision U-Pb and 40Ar/39Ar geochronology
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高精度U-Pb和40Ar/39Ar地质年代学约束的哥伦比亚河玄武岩群喷发历史
DOI：
10.1016/j.epsl.2023.118269
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发表时间：
2023
影响因子：
5.3
通讯作者：
Barry, Tiffany
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kasbohm, Jennifer;Schoene, Blair;Mark, Darren F.;Murray, Joshua;Reidel, Stephen;Szymanowski, Dawid;Barfod, Dan;Barry, Tiffany
哥伦比亚河玄武岩群（CRBG）的大型火成岩省火山活动被认为对中新世气候最佳期（MCO）全球气温和大气二氧化碳水平升高起到了因果作用。然而，评估火山活动和变暖之间的联系取决于 CRBG 安置时间和持续时间的准确和精确的年表。在我们之前的工作（Kasbohm 和 Schoene，2018）的基础上，我们提出了 15 个新的高精度年龄，在锆石上使用 CA-ID-TIMS U-Pb，在玄武岩基质上使用多收集器 40Ar/39Ar，为 CRBG 喷发提供详细的双天文钟时间表。我们在集成马尔可夫链蒙特卡罗模型中使用两组新年龄和样本的精确地层位置来计算主相 CRBG 火山活动的平均长期侵位率为 0.2-0.9 km3/a，主相侵位后很可能出现一个持续时间为 60-120 kyr 的显着间断。我们分析了来自 CRBG 互层的每个定年锆石的微量元素和铪同位素。这些成分与喀斯喀特俯冲火山作用和沉积区附近演化的同步 CRBG 火山作用一致。我们的年龄模型还得出 CRBG 就位主要阶段期间所有磁场反转的年龄，这可用于改进中新世古气候记录的校准。我们发现，主相位 CRBG 的就位与天文调谐记录中 MCO 的最大持续温暖度一致。我们的工作展示了在综合地层环境中使用 U-Pb 和 40Ar/39Ar 地质年代学来评估数据可靠性并为大型火成岩省就位开发最可靠的年龄模型的力量。
Large igneous province volcanism of the Columbia River Basalt Group (CRBG) has been suggested to play a causal role in elevated global temperatures and atmospheric carbon dioxide levels of the Miocene Climate Optimum (MCO). However, assessing the connection between volcanism and warming is dependent upon an accurate and precise chronology for the timing and duration of CRBG emplacement. Building on our previous work (Kasbohm and Schoene, 2018), we present fifteen new high-precision ages, using CA-ID-TIMS U-Pb on zircon and multi-collector40Ar/39Ar on basaltic groundmass, to provide a detailed dual-chronometer timeline for CRBG eruptions. We use both sets of new ages and precise stratigraphic positions of our samples in an integrated Markov Chain Monte Carlo model to calculate average long-term emplacement rates for main-phase CRBG volcanism of 0.2-0.9 km3/a, with a high likelihood of one prominent hiatus of 60-120 kyr duration occurring after main-phase emplacement. We analyzed trace elements and hafnium isotopes of each dated zircon from CRBG interbeds. The compositions are consistent with both Cascades subduction volcanism and evolved syn-CRBG volcanism proximal to the depositional area. Our age model also yields ages for all magnetic field reversals during the main phase of CRBG emplacement, which can be used to improve calibrations of Miocene paleoclimate records. We find that main-phase CRBG emplacement is coincident with the greatest sustained warmth of the MCO in astronomically-tuned records. Our work shows the power of using both U-Pb and40Ar/39Ar geochronology in an integrated stratigraphic context to assess data reliability and develop the most robust age model possible for large igneous province emplacement.
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